专访|诺奖得主盖姆谈三维世界中的二维石墨烯:材料革命来了( 三 )


ResearchAndMarkets预计2020年至2030年间 , 全球石墨烯市场收入的复合年增长率为30.2% , 到2030年将从2020年的8470万美元达到11.888亿美元 。 一方面是来自于电气和电子行业的消费增长:石墨烯的高强度和良好的导电性使其成为印刷电路、晶体管和微芯片的理想选择 。 此外 , 石墨烯用于柔性电子产品 , 因为它允许这种设备折叠和卷起 。 因此 , 随着人们购买力的提高 , 电子电气行业的发展 , 石墨烯的消费将蓬勃发展 。
另一方面则来自于医疗领域的新应用:医疗领域的发展是石墨烯市场发展的另一个关键原因 , 因为近年来这种材料已开发出许多与医疗保健相关的新应用 。 由于其高强度和低厚度 , 石墨烯越来越多地用于制造生物电传感器 , 例如监测血红蛋白、胆固醇和葡萄糖水平的传感器 。 这种材料在医疗领域的其他新兴应用包括牙科植入物、假肢、治疗工具 , 甚至肿瘤学 。
经过这么多年的发展 , 石墨烯的最佳应用会是什么?
目前在柔性电子、复合材料、功能性泡沫和涂层、能量存储以及生物医学等领域都有大量石墨烯相关应用研究, 石墨烯也已在场效应晶体管(FET)、超级电容器和传感器中显示出潜在应用 。
诺沃肖洛夫认为 , “当下我们所处的阶段 , 正在努力寻找一些石墨烯的应用方向 , 已有一些相应的产品出现在市场上 。 但石墨烯产品并非一夜即会出现‘杀手级’产品 , 那一天的到来还需很长的历程 。 ”
对于石墨烯是否很快会引发一场新的"工业革命" , 盖姆对澎湃新闻(www.thepaper.cn)表示 , “我不是一个预测何时何地石墨烯会获得突破(像之前所说的占据中心舞台)的未来主义者 。 像发生在硅和铝两种材料上的一样 , 突破最可能出现在我们最少期望到的地方 。 ”
但对于石墨烯的未来发展 , 盖姆认为有一个值得一提的例子 , “人们普遍认为 , 当2D半导体(不是石墨烯 , 而是一个分子厚的材料 , 如MoS2或WSe2或类似材料)可以大规模生长(类似于硅晶圆)时 , 电子行业将能够创造出原本不可能的小工具 。 ”
那么总体而言 , 目前全球石墨烯研究进展如何?
2007年 , 盖姆曾写过一篇关于石墨烯的评论文章 。 他在当时提出 , 就学术研究而言 , 这些材料基本上都是“死的” , 因为我们几乎已经了解了其所有特性 。 现在回过头来看 , “这在技术上是正确的 , 但从更普遍的角度来看也是错误的:石墨烯继续以各种新的意想不到的化身出现 。 有时是其他的2D材料——石墨烯的‘兄弟姐妹’ , 已经带来了新的令人兴奋的现象;有时石墨烯本身提供了新的物理特性 , 这要归功于质量的提高或一些戏剧性地改变其性质的技巧和扭曲 。 石墨烯研究现在已经变得非常广泛 , 并渗透到物理学和材料科学的几乎每个领域 。 石墨烯已经死了 , 石墨烯万岁(Graphene is dead, long live graphene) 。 ”盖姆对澎湃新闻(www.thepaper.cn)表示 。

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